连续梁桥设计毕业设计

1、第一章 绪 论第一节桥梁概述第二节 方案比选 一、比选方案的主要标准 二、方案编制第二章 结构尺寸拟定第一节结构尺寸拟定一、桥梁横向布置 二、细部尺寸第二节截面几何特性一、毛截面面积 二、惯性矩及刚度参数 第三章 主梁内力计算第一节横向分布系数的计算 第二节恒载内力计算一、单元化分 二、恒载布载 第三节活载内力计算一、冲击系数 1 u的计算二、活载布载 第四章 次内力计算第一节 基础位移引起的次内力计算 第二节 温度应力引起的次内力计算 第三节 混凝土收缩徐变引起的次内力计算 第五章作用效应组合I 第一节承载力极限状态作用效应组合 第二节正常使用状态作用效应组合 第六章预应力筋的估算第一节计算

2、原理一、正常使用极限状态的应力要求计算 二、承载能力极限状态的强度计算 第二节预应力钢束的估算一、预应力筋估算 二、预应力钢束布置 第七章 预应力损失及有效应力的计算 第一节 钢筋预应力损失 一、摩阻损失二、锚具变形损失 三、混凝土弹性压缩损失 四、钢筋的应力松弛损失 五、混凝土收缩徐变损失 六、有效预应力的计算 第二节 预加力引起的二次力矩 第三节作用效应组合II第八章主梁强度检算第一节承载能力极限状态检算 一、I形截面的判别二、端跨跨中正截面承载能力计算 第二节 正常使用极限状态计算 一、全预应力混凝土构件抗裂性验算 二、正截面检算三、斜截面抗裂验算（主拉应力） 四、持久状况应力验算 五、

3、短暂状况下预应力混凝土构件应力计算 第九章施工方法要点及注意事项 第一节材料设备及施工程序 第二节支架及模板第三节 预应力束布置 第四节混凝土工程第五节张拉和压浆结束语70第一章 绪 论第一节 桥梁概述桥梁是供汽车、火车、行人等跨越障碍（河流、山谷、或者其它线路等）的建筑工 程物。从线路（公路或铁路）的角度讲，桥梁就是线路在跨越上述障碍时的延伸部分或 连接部分。建立四通八达的现代化交通网， 大力发展交通运输事业， 对于发展国民经济， 加强全国各族人民团结和巩固国防等方面，都具有非常重要的作用。在公路、铁路、城 市和农村道路以及水利建设中，为了跨越各种障碍，必须修建各种类型桥梁与涵洞，因 此桥涵

4、是交通线中的重要组成部分，而且往往是保证全线早日通车的关键。在经济上， 桥梁和涵洞的造价一般说来平均占总造价的 10%20%。20世纪 50年代以来，由于科学技术的进步，工业水平的提高，社会生产力的高速 发展，人们对桥梁的要求已经越来越高了，现代高速公路上迂回交叉的立交桥、高架桥 和城市高架道路，几十公里长的海峡大桥，新发展的城郊高速铁路桥与轻轨运输高架桥 等，这些新型桥梁不但是规模巨大的工程实体，而且犹如一条地上“彩虹” ，将城市妆 扮得格外美丽。纵观世界各国的大城市，常以工程雄伟的大桥作为一种空间艺术结构物 存在于社会之中。我国幅员辽阔，大小山脉和江河湖泊纵横全国，东面临海，海湾、岛屿众多

5、。 20 世纪 80 年代后，我国实行改革开放政策以来，国民经济飞速发展，社会主义工业、农 业、商业、国防和科学技术现代化正在逐步实现，全国高速公路、高速铁路、城市交通 网络的建设方兴未艾。作为枢纽工程的桥梁建设的发展则突飞猛进。至 20 世纪末，我 国已建成的各类现代化桥梁在世界桥梁跨径排名表上都进入了重要名次， 甚至是名列前 茅。它从一个侧面反映了我国生产、经济与科学技术的发展高度。回顾过去展望未来， 我国广大桥梁工程技术与科学工作者将不断面临着设计和建造各类桥梁的光荣而艰巨 的任务。我国文化悠久，是世界上文明发达最早的国家之一。我国有许多科学技术往往远远 超过同时代的欧洲，特别是 5 世

6、纪以前，更是如此。其中就桥梁来说，我们的祖先也在 世界桥梁建筑史上写下了不少光辉灿烂的篇章。 我国山川河流众多， 自然条件错综复杂， 古代桥梁不但数目惊人，而且类型也丰富多彩，几乎包括了所有近代桥梁中的最主要形 式。在原始人类尚不知如何造桥时，往往会利用自然界的物体，如天然倒塌的树木、 因自然地壳变化侵蚀而形成的拱状物、 森林里攀缠悬挂的藤萝等， 来帮助他们跨越溪流、 山涧和峡谷。等到人类已能够聚族而居的时候，桥梁也势必得到发展。例如，对距今已 有 6000 余年的陕西西安半坡村新石器时代遗址的考古发现，在居住区四周有宽、深各 约 5-6 个大围沟。当时的居住已能用木柱、草泥盖成圆形的房屋，因

7、而出入这样的围沟 时不可能没有搭设的桥梁。对桥梁起源的详细考察和论证是考古学家的事。可以确定的是，桥梁是随着历史的 演进和社会的进步而逐渐发展起来的。综观近代历史，可以认为，每当陆地交通运输工 具发生重大变化，对桥梁在载重、跨度方面提出新的要求时，这种要求便推动了桥梁工 程技术的发展。桥梁发展到今天，其基本类型虽仍是梁桥、拱桥、和悬索桥，但建筑材 料更加坚固耐用，结构型式更加丰富多彩，使用功能更加完备齐全，建桥技术更加先进 合理。在当今社会中，大力发展交通运输事业，建立四通八达的公路、铁路交通网，对促 进交流、发展经济、提高国力，具有非常重要的意义。在公路、铁路线路中桥梁以及涵 洞是其重要组成

8、部分。从技术上讲，一座重要的大跨度桥梁通常会集中体现一个国家在 工程设计、建筑材料和制造工艺等方面的当代水平；从经济上讲，一条线路中桥涵的造 价要占 10%-20%；从美学上讲，桥梁不仅仅是满足实用要求的工程结构物，还常作为建 筑艺术实体长久地存在于社会生活中。那些工程宏大、结构造型雄伟壮观的大桥，往往 成为一座城市的标志和骄傲。我国幅员辽阔，大小山脉纵横，江河湖泊众多。随着国家经济建设的发展，需要大 力加强基础设施建设，修建大量的公路、铁路和城市桥梁。桥梁由五个“大部件”与五个“小部件”所组成。所谓五大部件是指桥梁承受汽车 及其它运输车辆的桥梁上部结构与下部结构，它们要通过承受荷载的计算与分

9、析，是桥 梁结构安全性的保证。这五大部件是：（1）桥跨结构。是路线遇到障碍中断时，跨越这类障碍的结构物。（2）支座系统。它支承上部结构并传递荷载于桥梁墩台上，它应保证上部结构载荷 载、温度变化或其他因素作用下所预计的位移功能。（3）桥墩。是在河中或岸上支承两侧桥跨上部结构的建筑物。（4）桥台。设在桥的两端，一端与路堤连接，并防止路堤滑塌。为保护桥台河路堤 填土，桥台两侧常做一些防护工程。另一侧则支承桥跨上部结构的端部。（5）墩台基础。是保证桥梁墩台安全并将荷载传至地基的结构部分。基础工程载整 个桥梁工程施工中是比较困难的部分，而且常常需要在水中施工，因而遇到的问题也也 很复杂。前两个部件是桥梁

10、上部结构，后三个部件即是桥梁下部结构。所谓五个小部件都是直接与桥梁服务功能有关的部件，过去总称为桥面构造，在桥 梁设计中往往不够重视，因而使桥梁服务质量低下，外观粗糙。在现代化工业发展水平 的基础上，人类的文明水平也极大提高，人们对桥梁行车的舒适性和结构物的观赏水平 要求愈来愈高，因而国际上在桥梁设计中很重视五小部件，这不但是“外观包装” ，而 且是服务功能的大问题。 目前，国内桥梁设计工程师也越来越感受到五小部件的重要性。 这五小部件是：（1）桥梁铺装。铺装的平整、耐磨性、不翘曲、不渗水是保证行车舒适的关键。特 别在钢箱梁上铺设沥青路面的技术要求甚严。（2）排水防水系统。应迅速排除桥面上积水

11、，并使渗水的可能性降至最小限度。此 外，城市桥梁排水系统应保证桥下无滴水和结构上无漏水现象。（3）栏杆。它既是保证安全的构造措施，又是有利于观赏的最佳装饰件。（4）伸缩缝。桥跨上部结构之间，或在桥跨上部结构与桥台端墙之间，设有缝隙， 保证结构在各种因素作用下的变位。为使桥面上行车顺适，无任何颠动，桥上要设置伸 缩缝构造。特别是大桥或城市桥的伸缩缝，不但要结构牢固，外观光洁，而且需要经常 扫除掉入伸缩缝中的垃圾泥土，以保证它的功能作用。（5）灯光照明。现代城市中标志式的大跨桥都装置了多变幻的灯光照明，增添了光 彩夺目的晚景。第二节 方案比选一、比选方案的主要标准：桥梁方案比选有四项主要标准： 安

12、全，功能，经济与美观， 其中以安全与经济为重。 过去对桥下结构的功能重视不够， 现在航运事业飞速发展， 桥下净空往往成为运输瓶颈， 比如南京长江大桥，其桥下净空过小，导致高吨位级轮船无法通行，影响长江上游城市 的发展。至于桥梁美观，要视经济与环境条件而定。二、方案编制：（一）、预应力混凝土连续梁桥图 预应力混凝土连续梁桥方案一：预应力混凝土连续梁桥施工技术先进， 工艺要求较严格， 属于超静定结构， 受力较好， 桥面连续无伸缩缝， 养护容易，成本低，耐久性好，维修费用少。连续梁在恒载作用下，由于支点负弯矩的 卸载作用，跨中正弯矩显着减小，其弯矩图形与同跨相差不大，连续梁在活载作用下， 因主梁连续

13、产生支点负弯矩对跨中正弯矩仍有卸载作用，其弯矩分布比较合理。桥梁整 体性好，施工方法简便易行，施工质量可靠，平面及竖曲线型容易控制，对机具和起重 能力要求不高，这要比方案二和方案三优越，而且桥梁线型流畅，完全符合桥梁设计的 安全、适用、经济和美观的基本原则。连续梁突出的优点是结构刚度大，变形小，动力 性能好，主梁变形曲线平缓，有利于高速行车。连续梁在恒载作用下，由于支点负弯矩 的卸载作用，跨中正弯矩显着减小，其弯矩图形与同跨悬臂梁相差不大，连续梁在活载 作用下，主梁连续产生支点负弯矩，对跨中弯矩有卸载作用，其弯矩分布要比悬臂梁合 理。连续梁是超静定结构，基础不均匀沉降将在结构中产生附加内力，因

14、此对桥梁基础 要求较高，通常宜用于地基较好的地方。（二）、预应力混凝土简支梁桥图 预应力混凝土简支梁桥方案二：预应力混凝土简支梁桥 施工方便，适合中小跨径，结构尺寸标准化，目前国内大量采用， 安全，行车方便， 结构美观，造价第二，用钢量大，相同跨径及恒活载下跨中弯矩较续梁桥大，所以承载 力较续梁桥小。简支梁桥是梁式桥中应用最早，使用最广泛的一种桥型。它受力简单， 梁中只有正弯矩，适用于 T 型截面梁这种构造简单的截面型式，体系温度、混凝土收缩 徐变、张拉预应力等均不会在梁中产生附加内力，设计计算简便，最易设计成各种标准 跨径的装配式结构。由于简支梁是静定结构，结构内力不受地基变形的影响，对基础

15、要 求不高，能适用于地基较差的桥址建桥。在多孔简支梁桥中，相邻桥孔各自单独受力， 便于预制、架设，简化施工管理，施工费低，因此在城市高架桥，跨河大桥的引桥上被 广泛采用。简支梁桥的设计主要受跨中正弯矩的控制，当跨径较大时，跨中恒载和活载 弯矩将急剧增大，当恒载弯矩所占的比例相当大时，结构承受的活载弯矩将变小。（三）、斜拉桥图 斜拉桥方案三：斜拉桥 跨越能力大，行车平稳，索力调整工序比较繁复，施工技术要求高具有现代气息，结构轻盈美观，目前国内大量采用，但造价最高综合以上比较，以预应力混凝土连续梁桥为最终方案。第二章结构尺寸拟定第一节结构尺寸拟定一、桥梁横向布置桥面净宽：2净10.75m；两侧分别

16、为中央分隔带和安全护拦。全桥采用7块预制 的预应力砼空心板，每块板的宽度为1.57m,采用后张法施工，下图为一侧桥梁横 断面布置：图桥梁横向布置（单位：cm）二、细部尺寸一块空心板的横断面如图:图空心板横断面（单位：cm）第二节截面几何特性一、毛截面面积二、惯性矩及刚度参数（一）、计算空心板截面抗弯惯性矩I=9417 103 cm4图2.2.1跨中梁截面其中：b1 157 14 143cmt1 12cmt2 11cmt3 14cm（二八 计算抗扭惯性矩lT :跨中截面截面形式如下图2.2.1所示:4 1432 78.52所以:It143 12 112 78.51413.95 106cm4（三）

17、、计算刚度参数第三章主梁内力计第一节 横向分布系数的计算预制板间采用企口逢连接，所以跨中的荷载横向分布系数按铰接板（梁）法计算, 跨中、14截面、支点荷载横向分布系数 mmc的计算如下：板号单位荷载作用位置（i号板中心）一、计算跨中荷载横向分布影响线及分布系数从文献4中的铰接板荷载横向分布影响线（附表）中查表，在 =0.02到0.04之 间接直线内插法求=0.024的影响线坐标值h1i、h2i、h3i、h4i，计算结果列于下表：将表中hi、h2i、h3i、h4i之值按一定比例尺绘于各号板的轴线下方，连成折线，就得到 各板的荷载横向分布影响线，如下表 所示。在影响线上荷载按最不利布载，就可 以通

18、过相应影响线坐标值求出各板的横向分布系数mc铰接板荷载横向分布影响线（附表）表 3.1.1123456710.0224420215712510208808210000.043092351591090780590510.02425720915712297827620.0220219817013511109608810000.042352321851270910690590.02420920517313310709108230.0215717017615612811110210000.041691852011671190910780.02415917318115812610709740.02125

19、13515616915618512510000.041091271671931671271090.024122133158174158173122' 1| 1D2570-2! ! BOjOBE 1C76图1号板三行车队横向分布影响线10,263-0.509一一0.157Oh070.376|_ 一 一图1号板二行车队横向分布影响线2号板0.10 !O.?D50204 0.T77图3号板二行车队横向分布影响线图3号板三行车队横向分布影响线图2号板三行车队横向分布影响线图2号板二行车队横向分布影响线11 1仙9 0.505八二： H _ , 一0J730433 山1：1C-：37：J51一二

20、:一0jCAJif1o,r)F>0473NN M ,_ 1 0.1QD_L0.18L C.rj8 一0137JC97 -1 '|C,：530.3G1 阳 -J rs rd|l (J W3.1810450_ . 一 a045 /_.一兀J1U /工i1 1” 100 彳0 ；0.133。'环一n.iso_c.； 740.1740J58°右° 0.1/373心E二01疋一L-图4号板三行车队横向分布影响线I10.1220.1330,154 fL=丄1"巫1-=0J73一图4号板二行车队横向分布影响线（一）1号板公路一级（二）2号板公路一级（三）3

21、号板公路一级（四）4号板公路一级11mch 0.133 0.1600.1740.1600.31422所以，综上所得，公路一级荷载横向分布系数的最大值mcq二0.378 （三车道折减系数 0.78），在设计中通常偏安全地取用最大值。二、车道荷载作用于支点处的荷载横向分布系数支点截面处荷载横向分布系数 m；采用杠杆法求得，荷载布置如下：图1号边板最不利布截图3号板最不利布截1其它板影响线同2号板影响线，对于1号边板：-x155.5185 18解得 x =1.1161m；q3 1.116 0.558 ,对于 2 号边板：m；q0.586梁号1234跨中横向分布系数0.3780.3620.3530.3

22、57支点外横向分面系数0.5580.5860.5860.5861 271 -2 157横向分布系数汇总表第二节 恒载内力计算主梁恒载内力，包括自重引起的主梁自重（一期恒载）内力和二期恒载（如铺装、 栏杆等）引起的主梁后期恒载内力Sg2。主梁的自重内力计算方法可分为两类： 在施工过 程中结构不发生体系转换 , 如果主梁为等截面，可按均布荷载乘主梁内力影响线总面积 计算；在施工过程中有结构体系转换时，应该分阶段计算内力，方法同上。本设计采用 整孔架设法。查表可得预应力钢筋混凝土容重 取值为25.0 26.0 KN /m3 ,本设计取25.0 KN /m3 。恒载集度一期恒载集度q1 A 25KN

23、/m3 0.731848 m 2 25KN /m3 18.30 KN /m二期恒载集度q2二期恒载集度为桥面铺装与护拦恒载集度之和，本设计中桥面铺装采用9cm沥青混 凝土、8cm40号防水混凝土，铺装层宽度为10.75m ,砼=23KN /m3 ,护拦一侧每延米QO按 0.30/m 砼砼=25KN /m染断面由 7 片梁组成：一、单元化分本设计为等高度连续梁桥，在计算内力时采用桥博士V3.03辅助计算，全桥沿纵向划分为 100个单元， 101 个节点，单元长度为 1 米。划分如图所示：图 单元化分 恒载内力计算本设计主梁为等截面梁，在计算内力时，用均布荷载乘主梁内力影响线面积的方法计 算，运用

24、有限元程序一一桥梁博士计算主梁影响线，由CAD辅助计算影响线面积。各控制截面一期恒载内力计算如下：Mi 第 i 控制截面弯矩值Qi 第 i 控制截面剪力值wi 第 i 控制截面弯矩影响线面积二、恒载布载由桥博士计算得到各控制截面弯矩（剪力）影响线及恒载布载如下图所示:图322 端跨支座处剪力影响线及布载图端跨 结构的计算跨径；材料的弹性模量；Ic 跨中截面惯矩；截面弯矩影响线及布载：4图端跨丄截面剪力影响线及布载:4图端跨跨中弯矩影响线及布载图2号支座负弯矩影响线及布载图第二跨跨中弯矩影响线及布载l = _P.2l：I = _ n. 31 ： i /图 3.2.9第三跨跨中弯矩影响线及布载&#

25、39;、内力截面弯矩（KN.M）剪力（KN）内力截面弯矩（KN.M）剪力（KN）1号支座处85.344号支座处-777.34端跨1/4截面560.0067.15第四跨中截面718.49端跨中截面849.485号支座处-847.242号支座处-847.24第五跨中截面849.48第二跨中截面718.49第五跨3/4截面560.0067.153号支座处-777.346号支座处85.34第三跨中截面530.70一期恒载qi作用下控制截面内力计算汇总：表图一期恒载作用下弯矩iX.''I图一期恒载作用下剪力第三节活载内力计算一、冲击系数1 u的计算1、基频:13.616 EIC2 ll

26、2 mc23.6512 l2式中：EEC 3.25 1010Palc 0.09417 m4mc 18.3 103 9.81830kg/m ,计算剪力时Pk 1.2。13.616 Elc2 l2 mc. 1013.616 J3.25 100.09417 7Hz2 l2183023.651 Elc2 l2 ' mc=23651 325 1010 O.。9417 12.18Hz2l21830正弯矩应和剪力效应用f1，负弯矩效应用f2当 1.5HZ f 14HZ 时,0.176ln f 0.0157所以：10.17671n 7 0.01570.3活载内力的计算公式：Mi 第i截面在活载作用的弯

27、矩值；Qi 第i截面在活载作用的剪力值；mi梁的横向分布系数；qk公路-I级车道荷载的均布荷载标准值;Pk 集中荷载标准值；Wi第i截面弯矩（剪力）影响线面积；二、活载布载由桥博士计算得到各控制截面弯矩（剪力）影响线及活载作用下最大内力布载如下图所示：图 3.3.1端跨支座处剪力影响线及布载图 3.3.2端跨-截面弯矩影响线及布载4图 3.3.3端跨丄截面剪力影响线及布载4图 3.3.4端跨跨中弯矩影响线及布载图 3.3.52 号支座负弯矩影响线及布载图 3.3.6第二跨跨中弯矩影响线及布载图3号支座负弯矩影响线及布载图第三跨跨中弯矩影响线及布载第四节内力组合活载作用下控制截面最大内力的计算汇

28、总：表内力 截面'弯矩（KN.M剪力（KN、内力截面弯矩（KN.M剪力（KN1号支座处155.274号支座处-324.63端跨1/4截面672.0388.57第四跨中截面430.89端跨中截面507.365号支座处-370.642号支座处-370.64第五跨中截面507.36第二跨中截面430.89第五跨3/4截面672.0388.573号支座处-324.636号支座处155.27第三跨跨中截面425.37活载作用下控制截面最小内力计算汇总：表内力 截面'、弯矩（KN.M剪力（KN内力截面、弯矩（KN.M剪力（KN1号支座处-38.274号支座处101.04端跨1/4截面-84

29、.95-32.15第四跨中截面-106.87端跨中截面-110.505号支座处58.922号支座处58.92第五跨中截面-110.50第二跨中截面-106.87第五跨3/4截面-84.95-32.153号支座处101.046号支座处-38.27第三跨跨中截面-119.66第四章次内力计算第一节 基础位移引起的次内力计算本桥设计为5跨一联连续梁桥，支座沉降必引起结构产生的内力，设计为安全起见,分别对1号桥台，2号桥墩，3号桥墩分别沉降和其各种组合沉降所产生的内力进行比较进行设计。各桥台、墩单独沉降时，沉降值取 2-3cm组合沉降时取值为1- 2cm本设 计中单独沉降取2cm组合沉降时取1cm,用

30、“桥梁博士”计算结果如下：基础位移引起的各截面内力表类型、iT沉降值1号桥台剪力1/4截面1/2截面弯矩2号桥墩弯矩1/2截面弯矩3号桥墩弯矩1/2截面弯矩弯矩剪力10.02-10.9-54.4-10.9-109-218-79.758.321.420.0224.712324.724749471.9-350-12830.02-17.5-87.5-17.5-175-3501195871071、20.016.934.56.969138-3.84-146-53.51、30.0114.2-70.9-14.2-142-28419.432364.12、30.013.618.03.63671.995.2119

31、-10.71、2、30.01-1.85-9.23-1.85-18.5-36.955.41480第二节温度应力引起的次内力计算桥梁结构由于梯度温度引起的效应，可采用公规图表431.0所示竖向温度曲线，对于砼结构，当梁高小于 400mm时，图中A=H-100(mrjn,梁高A等于或大于400mm 时，A=300mm对带砼桥面板钢结构 A=300mm,t为砼桥面板的厚度。砼上部结构和带砼桥面板的钢结构的竖向日照反温差乘以-0.5竖向日照正温度计算的温度基数如下表所示:表 4.2.1非线性温度应力图如下:端跨支点截面Q (KNM( KN.M端跨1/4截面24. 5122端跨中截面24. 52452号支

32、座截面-6.12489第二跨中截面-6.124283号支座截面0367引起的各截面内力如下:表 4.2.3第三节混凝土收缩徐变引起的次内力计按线性内插法，90mn砼沥青铺装层 T仁15.2 T2=5.74,图4.2.2非线性温度应力力混凝土简支梁先简支后连续。简支梁自重18.3 KN/M简支梁自重在端跨1/4截面弯矩M 1g =686.25 KN.M连续梁自重在端跨1/4截面弯矩M 2g =672.03 KN.M徐变终了后端跨1/4截面弯矩，按规范公式（-1 ）计算： 式中：t 徐变终了时间，按FIP建议25550天；0 回载龄期，梁体脱模后按简支梁安装龄期，取30天;转换龄期，简支梁转换为连

33、续梁龄期，取 60天; 上式中括号内e的指数各值分别计算如下：t, 00 c t 0式中： 0 RHfem0 =1.2545 2.65 0.48208 1.6026RH1 1RH/RH10=10.46 h/h0 31 0.8/10.46 499.4925/100 3=1.2545RH 相对湿度，取80%RH0 定值（100%；理论厚度,2 7318/488.6941299.5Ac 梁跨中截面面积（7318cm2）；u 周边周长（488.6941cm）;h 定值（100mr）5.3cmfcm / fcm05叮。.5 2.6540/10见规范；fcm 0.8fcu,k 8MPa 0.8 40 8

34、40MPa ；f cm0 10MPa （定值）；t定值（1 ）1.6026式中:1号支座01/4截面-9.091/2截面-235.82号支座-189.45第二跨跨中-284.713号支座-207.57第三跨跨中-313.030混凝土收缩徐变引起的控制截面弯矩（KN.M 表431第五章作用效应组合I公路桥涵结构设计应考虑结构上可能同时出现的作用，按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行作用效应组合，取其最不利效应组合进行设计：1、只有在结构上可能同时出现的作用，才进行其效应组合。当结构或结构构件需 做不同受力方向的验算时，则应以不同方向的最不利的作用效应进行组合。2、当可变作用的出现对结构或结构

35、构件产生有利影响时，该作用不应参与组合。3、施工阶段作用效应的组合，应按计算需要及结构所处条件而定，结构上的施工 人员和施工机具设备均应作为临时荷载加以考虑。4、多个偶然作用不同时参与组合。第一节承载力极限状态作用效应组合公路桥涵结构按承载能力极限状态设计时，应采用以下两种作用效应组合：基本组 合和偶然组合，由于本设计不考虑偶然作用的影响，故只采用基本组合。基本组合是永久作用的设计值效应与可变作用设计值效应相组合，其效应组合表达式为：m°Sud0(GiSGikQ1 S1ki 1ncQj SQjk )j 2(7.1-1)mn或0Sud0(SGidSQ1dcSQjd )(7.1-2)i

36、1j 2式中 Sud 承载能力极限状态下作用基本组合的效应组合设计值；o 结构重要性系数，按通规JTG D60-2004表规定的结构设计安全等级采用， 对应于设计安全等级一级、 二级和三级分别取 1.1、1.0 和0.9；Gi 第i个永久作用效应的分项系数，应按通规 JTGD60-2004表的规定采用；SGik、SGid 第i个永久作用效应的标准值和设计值；qi 汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）的分项系数，取qi=1.4。当某个可变作用在效应组合中其值超过汽车荷载效应时， 则该作用取代汽车荷载，其分项系数应采用汽车荷载的分项系数；对专为承受某作用而设置的结构或装置，设计时该作用的分项系数取

37、与汽车荷载同值；计算人行道板和人 行道栏杆的局部荷载，其分项系数也与汽车荷载取同值；SQ1k、 SQ1d 汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）的标准值和设计值；Qj 在作用效应组合中除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力） 、风荷载外的其他第j个可变作用效应的分项系数，取q =1.4，但风荷载的分项系数取Qj =1.1 ；SQjk 、 SQjd 在作用效应组合中除汽车荷载效应 （含汽车冲击力、 离心力） 外的其他第 j个可变作用效应的标准值和设计值；c在作用效应组合中除汽车荷载效应 （含汽车冲击力、离心力）外的其他可变作用效应的组合系数，当永久作用与汽车荷载和人群荷载（或其他一种可变作用）组合时

38、，人群荷载（或其他一种可变作用） 的组合系数取 c=0.80；当除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）外尚有两种其他可变作用参与组合时，其组合系数取c=0.70 ；尚有三种可变作用参与组合时，其组合系数取c=0.60 ;尚有四种及多于四种的可变作用参与组合时，取c=0.50第二节 正常使用状态作用效应组合公路桥涵结构按正常使用极限状态设计时，应根据不同的设计要求，采用以下两种 效应组合：1 作用短期效应组合。永久作用标准值效应与可变作用频率值效应相组合，其效 应组合表达式为：mnSGiki11j SQjk7.2-1 )j1式中 Ssd 作用短期效应组合设计值；1j 第 j 个可变作用效应的频率

39、值系数，汽车荷载（不计冲击力）1=0.7 ，人群荷载 1=1.0 ，风荷载 1 =0.75 ，温度梯度作用 1=0.8 ，其他作用 1=1.0 ；ijSjk 第j个可变作用效应的频率值。2 作用长期效应组合。永久作用标准值效应与可变作用准永久值效应相组合，其 效应组合表达式为：mnSldSGiki 1j 17.2-2 )式中Sld 作用长期效应组合设计值；2j 第 j 个可变作用效应的准永久值系数，汽车荷载（不计冲击力） 2 =0.4 ，人群荷载 2 =0.4 ，风荷载 2 =0.75 ，温度梯度作用 2 =0.8 ，其他作用2 =1.0 ；2jSQjk 第 j 个可变作用效应的准永久值。此外

40、，对于正常使用极限状态还应考虑作用标准效应组合，现将承载力极限状态、正 常使用极限状态下控制截面的效应组合值列于下表中：荷载内力计算结果表521图正常使用状态作用效应组合下弯矩包络图图523承载力极限状态作用效应组合下弯矩包络图控制截面项目基本组合Sd短期组合Ss长期组合Sl（kNm）(kN)(kNm)(kN)(kNm)(kN)边支座Max647. 79375. 09328. 51Min227. 28197. 41208. 89边跨L/4Max2800. 52393. 441626. 76421.561425. 15201. 96Min953. 78106. 85886. 38-15.3791

41、1. 87111. 47边跨跨中Max2777. 012656. 042492. 18Min1118. 741774. 341807. 491号支座Max254. 63348.56330.88Min-1105.09-796.13-684.94第二跨中Max2784.831722.721593.45Min1598.951147.591179.652号支座Max235.38387.37357.06Min-1139.00-847.60-750.21跨中Max2547.181543.611415.99Min1326.79931.25967.15第六章预应力筋的估算第一节计算原理根据桥规（JTG D60

42、-2004）,预应力混凝土连续梁应满足不同设计状况下规范规定的控制条件要求（例如：承载力、抗裂性、裂缝宽度、变形及应力等）。在这些控制条件中，最重要的是满足结构在正常使用极限状态下使用性能要求和保证结构对达到承载能力极限状态下具有一定的安全储备。对桥梁结构来说，结构的使用性能要求包括抗 裂性、裂缝宽度和挠度等限制。一般情况下全预应力筋梁桥设计按应力限制控制设计。在尺寸一定的情况下，结构的下缘应力主要与预应力的大小有关。而结构的极限承载力则与预应力钢筋和普通钢筋的数量有关。因此，预应力混凝土梁钢筋数量估算的一般方 法是，首先根据结构的使用性能要求（即正常使用极限状态正截面应力限值）确定预应力钢筋

43、的数量。换句话说，预应力混凝土梁钢筋数量估算的基本原则是按结构使用性能 要求确定预应力钢筋的数量，极限承载力的不足部分由普通钢筋来补充。、正常使用极限状态的应力要求计算Np上e上;1规范M max（Mmn D62-20O4引起的压应力之和计5图上6.1.1Np下面上的予规定，截Y下应小于混凝土的允原理员压应力许压应力）%）,/或2引起的拉力，预压+'为在任意阶段,全截面承压，截面上不出现拉应力，同时截面上最大压应mx小于成许压应力oMmin合成写成计算式为：对于截面上缘M minP上pW上0(6.1-1 )M max0.5 fck(6.1-2 )p上W上对于截面下缘M max0(6.1

44、-3 )p下W下p下M minWr0.5fck(6.1-4 )其中，p 由预应力产生的应力，V截面抗弯模量，fck 混凝土轴心抗压标准强度。Max、Min项的符号当为正弯矩时取正值，当为负弯矩时取负值，且按代数值取大小。一般情况下，由于梁截面较高，受压区面积较大，上缘和下缘的压应力不是控制因素，为简便计，可只考虑上缘和下缘的拉应力的这个限制条件（求得预应力筋束数的最小值）o公式（）变为:M min（6.1-5 ）公式（4.1.1.1-7 ）变为:max（6.1-6 ）由预应力钢束产生的截面上缘应力p上和截面下缘应力 p下分为三种情况讨论:（一）截面上下缘均配有力筋 M上和M下以抵抗正负弯矩，由

45、力筋 N上和M下在截面上下 缘产生的压应力分别为：Np上Np上 e上N pTN pT erP上AW上AW上Np上Np上 e上N pTN pT Or卩下AWA（6.1-7）（6.1-8）令 Np上n上Ap peN p下n下 Ap pe（6.1-9 ）（6.1-10 ）将式（6.1-6 ）、（ 6.1-6 ）分别代入式（6.1-7 ）、（ 6.1-8 ），解联立方程后得到Mmaz（eFK下） M min （K上e下）（K上K下）（e上er）Mmaz（erK下）M min （K上e上）（K上K下）（e上e下）代入式（中得到:（6.1-11 ）（6.1-12 ）Mmax（e下K下 ） M min （K

46、 上e下）1n上（K上 K下）（e上©T ）AP peM max （K下e上）M min （K上e上）1n下（K上K下 ）（e上©F ）Ap pe式中 A每束预应力筋的面积;pe 预应力筋的永存应力（可取0.50.75 fpd估算）；e预应力力筋重心离开截面重心的距离;K截面的核心距；A混凝土截面面积，取有效截面计算。（二）当截面只在下缘布置力筋 M下以抵抗正弯矩时当由上缘不出现拉应力控制时:当由下缘不出现拉应力控制时:（三）当截面中只在上缘布置力筋 N上当由上缘不出现拉应力控制时当由下缘不出现拉应力控制时:n下M min1（6.1-13 ）e下K下Ap pen下Mmax1

47、（6.1-14 ）e下K上Ap pe以抵抗负弯矩时:n上M min1（6.1-15 ）e上aAp pen上Mmax1（6.1-16 ）e上K下Ap pe当按上缘和下缘的压应力的限制条件计算时（求得预应力筋束数的最大值）。可由前面的式（6.1-1 ）和式（6.1-2 ）推导得:M max （erK上）M min （K下e下）（W上W下）e下Q门上（K上）（e上e下）Ap pe（6.1-17 ）M min （K 下e上 ） M max （K 上 併）（W上W下归上fcdn下一（K上K下）（e上eT）Ap pe（6.1-18 ）有时需调整束数，当截面承受负弯矩时， 如果截面下部多配n下根束，则上部束

48、也要相应增配n上根，才能使上缘不出现拉应力，同理，当截面承受正弯矩时，如果截面上部多配n上根束，则下部束也要相应增配n下根。其关系为:当承受M min时，（6.1-19 ）当承受M max时,、承载力极限状态的强度计算(6.1-20 )预应力梁到达受弯的极限状态时，受压区混凝土应力达到混凝土抗压设计强度，受拉区钢筋达到抗拉设计强度。截面的安全性是通过截面抗弯安全系数来保证的。1. 对于仅承受一个方向的弯矩的单筋截面梁，所需预应力筋数量按下式计算:如图:解上两式得：受压区咼度图NM6.1.2B，M P，-M PfCd bx(h0 x/2)Ndxho2M P f cd b预应力筋数MPApfpd

49、(ho x/2)fcdbApfPdh°2Mfcdb(7.1.2.2-1 )(7.1.2.2-2 )(7.1.2.2-3 )(7.1.2.2-4a )(7.1.2.2-4b )式中 M p 截面上组合力矩;fcd 混凝土抗压设计强度;fpd 预应力筋抗拉设计强度;Ap 单根预应力筋束截面积；b截面宽度；2. 若截面承受双向弯矩时，需配双筋的，可据截面上正、负弯矩按上述方法分别计算上、 下缘所需预应力筋数量。这忽略实际上存在的双筋影响时（受拉区和受压区都有预应力筋）会使计算结果偏大，作为力筋数量的估算是允许的第二节预应力钢束的估算一、预应力筋估算根据规范规定，预应力梁应满足正常使用极限状态的应力要求和承载能力极限 状态的强度要求。以下就跨中截面在各种作用效应组合下，分别